納米超疏水材料在防附著、減少阻力方面的應用

清華大學的張希教授設計了巧妙的實驗比較了具有超疏水表面的金屬和普通的疏水金屬在水溶液中的運動速度，從而直觀地證明了超疏水表面具有減阻的作用。段輝等人采用酸堿兩步催化的表面凝膠化技術制備出了具有有機涂層力學性能的超疏水涂層材料.這種材料的階層結(jié)構與天然荷葉表面的極其相似,接觸角達到150°以上,涂層的綜合力學性能良好,可望應用于艦船、潛艇的表面,以防止海生物附著,提高航速。哈工大的潘欽敏博士等研制的新型超級浮力材料。該種材料的應用前景相當很廣，可開發(fā)疏水的船舶表面，提高其抗海水腐蝕能力，如果應用在潛艇的殼體表面則可減小潛水阻力及增加航行速度，節(jié)省能源。 疏水納米涂層讓基材真正變得“平滑”,這樣臟污就變得易清潔了。超疏水性涂層產(chǎn)品介紹

超疏水表面是指與水的靜態(tài)接觸角大于150°且滾動角小于10°的表面。決定超疏水性能的兩大關鍵要素是較低的表面能和具有一定粗糙度的微觀表面形貌。上述兩個要素共同作用，可賦予超疏水表面自清潔、防污、防腐蝕、防結(jié)/覆冰和減阻等功能，超疏水表面在航空航天、船舶、醫(yī)療等領域和日常生活中均有廣闊的應用前景。近些年來，以荷葉、鳥類羽毛等生物組織和結(jié)構為仿生對象制備超疏水表面已成為材料研究領域的熱點之一。

美國中佛羅里達大學（UCF,UniversityofCentralFlorida）近日研發(fā)了一種富勒烯超疏水材料，制備的薄膜在水中浸沒數(shù)小時仍能保持優(yōu)異的超疏水性能，這是以往超疏水材料無法達到的水平。伊利諾伊大學（??UniversityofIllinois??）研發(fā)了一種具備自修復功能的超薄型超疏水涂層（厚度小于100nm)，可解決傳統(tǒng)超疏水涂層耐久性差的問題。 超疏水納米涂層材料要想趕走物體上的水，首先需要一種天性與水不親和的材料。

太陽能電池板清理起來除了費事不說，你知道小小的灰塵竟能導致我國太陽能光伏發(fā)電項目每年損失數(shù)億元嗎？

這并不是杞人憂天，而是事實!據(jù)了解，我國太陽能發(fā)電站因受到粉塵等污染，導致太陽能電池板的發(fā)電效率下降，所造成的巨額損失正日益引起業(yè)界的關注。我們舉一個例子來說，陜西榆林某20MW太陽能光伏電站，該電站的占地面積約700畝，總投資大概2億元。當初設計年發(fā)電量2000多萬度，按每度電補貼1元計，年收益可達2000多萬元。但這只是理想狀態(tài)的收益率，事實上，因為無法徹底解決電池板清洗問題，電池板的實際發(fā)電效率由23%~25%下降到17%~18%左右，由此造成的損失，每年至少在200萬元以上。顯然，遇到“灰塵”難題的不僅只有榆林這一家發(fā)電站。據(jù)了解，我國絕大多數(shù)太陽能發(fā)電站都或多或少受到這個問題的困擾。數(shù)據(jù)顯示，2012年，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)電量達到2吉瓦(1吉瓦等于10億瓦)，而這也意味著2012年我國太陽能發(fā)電行業(yè)因為灰塵造成的損失高達2.5億元。

哪些東西有疏水性呢？

植物葉子許多植物的葉子上都有疏水涂層。重要的是不能夠通過葉子吸收雨水的水分，因為這會破壞營養(yǎng)物質(zhì)的流動，而營養(yǎng)物質(zhì)流動依賴于水從根部到葉子的通道。如果允許水通過細胞膜滲透進入葉片，它會改變?nèi)~片中的滲透壓，水不能從根部向上流動。甚至水生植物也用疏水性物質(zhì)保護它們的葉子，確保從根部吸取養(yǎng)分，讓水從一個方向流過植物。大多數(shù)植物的葉子都具備疏水性，非常疏水的葉子它會使得水滴從葉子上滾下來。 超疏水的性質(zhì)是怎樣形成的?弄清楚這個，自然界的超疏水現(xiàn)象就可能為人類所利用了。

疏水涂層的發(fā)展前景：

    隨著環(huán)保和功能化涂層的發(fā)展，針對含氟疏水涂層的研究基本成熟，含硅涂層的研究成果較多，而且具有較好的疏水性能，通過低表面能和構建形貌制備疏水涂層從手段上豐富了制備疏水涂層的方法，也使疏水涂層的性能有了進一步的提升。

    雖然制備疏水涂層手段多樣，但是在超疏水方面的持久性短，與實際使用要求還有一定的差距，還需要進行深入研究，提高涂層超疏水的耐久性，提升涂層的綜合性能，以便滿足使用的實際環(huán)境要求。 自然界中某些植物葉具有超疏水性質(zhì)和自潔功能，典型的荷葉表面，形成“荷葉自潔效應”，“出淤泥而不染”。超疏水性涂層產(chǎn)品介紹

納米涂層具有很好的的疏水疏油性。超疏水性涂層產(chǎn)品介紹

疏水原理的三大模型：

水在固體表面上的潤濕性與固體表面的狀態(tài)有一定的關系，固體表面粗燥程度不同浸潤模型不同。

水在理想的光滑平面表面一般服從Young’s方程；

當固體表面有一定粗糙度時該方程不在適用，在粗糙表面上的潤濕模型主要有Wenzel模型，該模型有一個重要的假設條件：假設液體始終能填滿粗燥表面上的凹槽；對于液體沒有滲透到粗糙機構內(nèi)部的這種情形，主要采用Cassie-Baxter模型，該模型認為液滴在粗糙表面的基礎為復合接觸，表觀上的液固接觸面其實是由固體和氣體共同組成。 超疏水性涂層產(chǎn)品介紹

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